KR20050092151A - 면광원 장치 - Google Patents

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Abstract

면광원 장치는 방전 가스가 주입된 복수개의 방전 공간들을 갖는 광원 몸체를 포함한다. 광원 몸체 상에는 배기용 및 수은 주입용 팁의 잔류물인 적어도 하나의 돌출부가 형성된다. 방전 공간들로 전압을 인가하는 전극이 돌출부 상과 광원 몸체의 외면 상에 제공된다. 돌출부가 면광원 장치의 냉점으로 작용하는 현상이 방지된다. 따라서, 면광원 장치의 휘도가 돌출부로 인해 불균일해지는 현상이 방지되고, 또한 돌출부 내에서 수은이 과도하게 응축되는 현상도 방지된다.

Description

면광원 장치{Surface light source device}
본 발명은 면광원 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 면광원 장치의 전극에 관한 것이다.
일반적으로, 액정(liquid crystal; LC)은 전기적 특성 및 광학적 특성을 함께 갖는다. 액정은 전기적 특성에 의해 전계의 방향에 대응하여 배열이 변경되고, 광학적 특성에 의해 배열에 대응하여 광의 투과율을 변경시킨다.
액정표시장치는 액정의 전기적 특성 및 광학적 특성을 이용하여 영상을 디스플레이한다. 액정표시장치는 CRT 등에 비하여 부피가 매우 작고 무게가 가벼운 장점을 갖고, 이 결과 휴대용 컴퓨터, 통신 기기, 액정 TV(liquid crystal television receiver) 및 우주 항공 산업 등에 널리 사용되고 있다.
액정을 제어하기 위해, 액정표시장치는 액정을 제어하는 액정 제어 파트(liquid crystal controlling part) 및 액정에 광을 공급하는 광 공급 파트(light supplying part)를 필요로 한다.
액정 제어 파트는 제1기판에 배치된 화소전극(pixel electrode), 제2기판에 배치된 공통전극(common electrode) 및 화소전극과 공통전극의 사이에 개재된 액정을 포함한다. 화소전극은 해상도에 대응하여 다수개로 이루어지고, 공통전극은 화소전극과 대향하며 1개로 이루어진다. 각 화소전극에는 서로 다른 레벨을 갖는 화소전압(pixel voltage)을 인가하기 위해 박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT)가 연결되고, 공통전극에는 동일한 레벨의 레퍼런스 전압(reference voltage)이 인가된다. 화소 전극 및 공통전극은 도전성을 갖는 투명한 물질로 이루어진다.
광 공급 파트는 액정 제어 파트의 액정에 광을 공급한다. 광은 화소전극, 액정 및 공통전극을 순차적으로 통과한다. 이때, 액정을 통과한 영상의 표시 품질은 광 공급 파트의 휘도 및 휘도 균일성에 의하여 크게 좌우된다. 일반적으로 휘도 및 휘도 균일성이 높을수록 표시 품질은 양호해진다.
종래 액정표시장치의 광 공급 파트는 막대 형상을 갖는 냉음극선관 방식 램프(cold cathode fluorescent lamp; CCFL) 또는 도트 형상을 갖는 발광 다이오드(light emitting diode; LED)가 주로 사용된다. 냉음극선관 방식 램프는 휘도가 높고 수명이 길으며, 백열등에 비하여 매우 작은 발열량을 갖는 장점을 갖는다. 한편, 발광 다이오드는 저소비전력 및 고휘도 장점을 갖는다. 그러나 종래 냉음극선관 방식 램프 또는 발광 다이오드는 휘도 균일성이 취약한 단점을 갖는다.
따라서 냉음극선관 방식 램프 또는 발광 다이오드를 광원으로 갖는 광 공급 파트는 휘도 균일성을 증가시키기 위해 도광판(light guide panel; LGP), 확산 부재(diffusion member) 및 프리즘 시트(prism sheet) 등과 같은 광학 부재(optical member)를 포함한다. 이로 인해 냉음극선관 방식 램프 또는 발광 다이오드를 사용하는 액정표시장치는 광학 부재에 의한 부피 및 무게가 크게 증가되는 문제점을 갖는다.
이러한 문제점을 해소하기 위해, 평판 형태의 면광원 장치가 제시되었다. 면광원 장치는 크게 격벽 독립형과 격벽 일체형으로 구분할 수 있다.
격벽 독립형 면광원 장치는 제 1 및 제 2 기판을 포함한다. 다수개의 격벽들이 제 1 및 제 2 기판 사이에 배치된다. 격벽들은 등간격으로 평행하게 배치되어, 제 1 및 제 2 기판 사이에 방전 공간이 형성된다. 제 1 및 제 2 기판의 가장자리 사이에는 밀봉 부재가 배치되어, 방전 공간들을 외부와 격리시킨다. 한편, 밀봉 부재는 실링용 프릿(frit)을 매개로 제 1 및 제 2 기판에 접합된다. 방전 공간에는 방전 가스가 주입되며, 방전 가스에 전압을 인가하기 위한 전극이 제 1 및 제 2 기판의 양측 가장자리 외주면 또는 내부에 배치된다.
반면에, 격벽 일체형 면광원 장치에서는, 격벽부가 제 1 기판 또는 제 2 기판에 일체로 형성된다. 밀봉 부재는 사용되지 않고, 외곽에 배치된 격벽부들이 제 1 기판 또는 제 2 기판에 실링용 프릿을 매개로 직접 접합됨으로써, 복수개의 방전 공간들이 형성된다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 면광원 장치의 전극들에 방전 전압이 인가되면, 방전 공간들 내부에서 장벽 방전이 발생되며, 방전에 의해 발생된 자외선은 형광층을 여기시켜 가시광을 발생시킨다.
도 1에 종래의 면광원 장치가 저면도로 도시되어 있다. 도 1을 참조로, 종래의 면광원 장치는 제 1 기판(1)과, 제 1 기판의 상부에 배치된 제 2 기판(미도시)을 포함한다. 격벽(미도시)들이 제 1 기판(1)과 제 2 기판 사이에 사행 구조 형태로 배열되어, 복수개의 방전 공간을 형성한다. 밀봉 부재(미도시)가 제 1 기판(1)과 제 2 기판의 가장자리 사이에 배치되어, 방전 공간을 외부와 격리시킨다. 전극(4)이 제 1 기판(1)과 제 2 기판의 양측 가장자리 외면에 배치된다. 한편, 제 1 기판(1)의 일측 가장자리에는 배기공과 수은 주입공이 형성된다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 면광원 장치의 내부를 배기시키고 수은을 면광원 장치 내부로 주입하는 방법은 다음과 같다. 제 1 및 제 2 팁(tip)을 배기공과 수은 주입공에 결합시킨다. 제 1 팁은 배기 및 방전 가스 주입용이고, 제 2 팁은 수은 가스 주입용으로 사용된다. 따라서, 제 2 팁에는 수은 게터(getter)가 내장된다.
제 1 팁을 통해서 면광원 장치의 내부를 진공 배기한다. 동시에, 면광원 장치를 가열하여, 면광원 장치 내의 불순물을 제거한다. 제 1 팁을 통해서 방전 가스를 면광원 장치 내로 주입시킨다. 이러한 과정이 완료되면, 제 1 팁을 가열하여 제 1 기판(1)으로부터 절단한다. 이때, 제 1 팁은 완벽하게 제거되지 않게 되어, 제 1 기판(1) 상에 부분적으로 남게 된다. 따라서, 제 1 기판(1) 상에는 제 1 팁의 잔류물인 제 1 돌출부(2)가 형성된다.
이어서, 제 2 팁을 가열하여, 수은 게터를 활성화시킨다. 그러면, 수은 게터로부터 수은 가스가 방출됨으로써, 수은 가스가 면광원 장치 내로 제공된다. 제 1 팁과 마찬가지로, 제 2 팁을 가열하여 제거한다. 제 1 기판(1) 상에는 제 2 팁의 잔류물인 제 2 돌출부(3)가 형성된다.
마지막으로, 전극(4)을 제 1 기판(1)과 제 2 기판의 양측 가장자리 외주면에 형성한다. 전극(4)은 도전성 테이프를 부착하는 방식 또는 도전성 페이스트를 도포하는 방식으로 형성할 수 있다.
한편, 수은을 이용한 면광원 장치의 효율은 내부 수은 증기압과 상당히 밀접한 관련이 있다. 즉, 면광원 장치의 내부에 적절한 수은 증기압이 형성되어야만, 면광원 장치의 방전 효율이 최고가 된다. 수은 증기압은 면광원 장치에서 가장 차가운 부분인 냉점의 온도에 따라 결정된다. 냉점의 온도가 너무 낮으면, 면광원 장치의 효율은 낮아지게 된다.
여기서, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래에는 전극(4)이 제 1 및 제 2 돌출부(2,3) 상에는 형성되지 않았다. 즉, 제 1 및 제 2 돌출부(2,3)는 전극(4)으로부터 직접적인 전압을 인가받지 못한다. 이로 인하여, 제 1 및 제 2 돌출부(2,3)는 면광원 장치의 냉점으로 작용하게 된다. 결국, 제 1 및 제 2 돌출부(2,3)를 포함하는 방전 공간이 제 1 및 제 돌출부(2,3)를 포함하지 않는 방전 공간보다 휘도가 저하된다. 따라서, 종래의 면광원 장치는 휘도가 불균일하다는 문제가 있다.
또한, 제 1 및 제 2 돌출부(2,3)가 냉점으로 작용하게 되면, 면광원 장치의장시간 가동 중에 제 1 및 제 2 돌출부(2,3) 내에 수은이 과도하게 응축된다. 응축된 수은은 방전 효율에 기여하지 못하므로, 결국 면광원 장치의 효율이 저하된다.
본 발명은 팁의 잔류물인 기판의 돌출부가 냉점으로 작용하지 않도록 함으로써, 방전 공간들 간의 휘도를 균일하게 유지시킬 수 있는 면광원 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 돌출부가 냉점이 되는 것을 방지하여, 돌출부 내에 수은이 과도하게 응축되는 현상을 방지할 수 있는 면광원 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 면광원 장치는 방전 가스가 주입된 복수개의 방전 공간들을 갖는 광원 몸체를 포함한다. 광원 몸체 상에는 배기용 및 수은 주입용 팁의 잔류물인 적어도 하나의 돌출부가 형성된다. 방전 공간들로 전압을 인가하는 전극이 돌출부 상과 광원 몸체의 외면 상에 제공된다.
돌출부 상에 형성된 제공된 전극의 면적에 의해, 돌출부가 위치하는 해당 방전 공간이 다른 방전 공간보다 더 밝아지는 것을 방지하기 위해, 해당 방전 공간에 위치하는 전극 부분이 일정 부분 제거되어 절개부가 형성될 수 있다.
한편, 광원 몸체는 돌출부를 갖는 제 1 기판, 제 1 기판과 대향 배치된 제 2 기판, 제 1 및 제 2 기판의 가장자리 사이에 배치되어 제 1 및 제 2 기판 사이에 내부 공간을 형성하는 밀봉 부재, 및 제 1 및 제 2 기판 사이에 배열되어 내부 공간을 복수개의 방전 공간으로 구획하는 격벽들을 포함할 수 있다.
또는, 광원 몸체는 돌출부를 갖는 제 1 기판, 제 1 기판에 접합되어 복수개의 방전 공간들을 형성하는 격벽부를 일체로 갖는 제 2 기판을 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 전극이 배기용 및 수은 주입용 팁의 잔류물인 기판 상의 돌출부에도 구비됨으로써, 돌출부가 면광원 장치의 냉점으로 작용하지 않게 된다. 따라서, 면광원 장치의 휘도가 돌출부로 인해 불균일해지는 현상이 방지되고, 또한 돌출부 내에서 수은이 과도하게 응축되어 수명이 저하되는 현상도 방지된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시예 1
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 면광원 장치를 나타낸 저면도이고, 도 4는 본 발명의 주요부인 돌출부 상에 제공된 전극 부분을 확대해서 나타낸 단면도이다.
도 3을 참조로, 제 1 실시예에 따른 면광원 장치(10)는 격벽 독립형으로서, 광원 몸체와 전극(13)을 포함한다.
광원 몸체는 하부에 배치되는 제 1 기판(11)과, 제 1 기판(11) 상에 배치되는 제 2 기판(미도시)을 포함한다. 밀봉 부재(미도시)가 제 1 기판(11)과 제 2 기판의 가장자리 사이에 배치되어, 제 1 기판(11)과 제 2 기판 사이에 외부와 격리된 내부 공간을 형성한다. 격벽(12)이 제 1 기판(11)과 제 2 기판 사이에 제 1 방향을 따라 평행하게 배열되어, 내부 공간을 복수개의 방전 공간으로 구획한다. 특히, 격벽(12)은 사행 구조로 배열되어, 방전 공간들이 서로 연통된다. 따라서, 방전 공간들을 배기하고, 방전 가스를 방전 공간 내로 주입하며, 수은을 방전 공간으로 제공할 수가 있게 된다.
한편, 제 1 기판(11)은 제 1 및 제 2 돌출부(14,15)를 갖는다. 제 1 돌출부(14)는 배기용 팁의 잔류물이고, 제 2 돌출부(15)는 수은 주입용 팁의 잔류물이다. 종래 기술에서 언급된 바와 같이, 팁을 고주파 가열로 제거하면, 팁은 완벽하게 제거되지 못한다. 따라서, 제 1 기판(11) 상에 얕은 높이로 돌출부(14,15)들이 형성된다. 제 1 및 제 2 돌출부(14,15)는 제 1 기판(11)의 일측 모서리 부분에 배치된다. 제 1 및 제 2 돌출부(14,15)는 대각선 방향을 따라 제 1 기판(11) 상에 배치될 수도 있다. 또한, 제 1 및 제 2 돌출부(14,15)는 제 2 기판에 형성될 수도 있다.
전극(13)이 제 1 기판(11)과 제 2 기판의 외면에 제공된다. 전극(13)은 제 1 기판(11)과 제 2 기판의 양측 외면에 제 1 방향과 실질적으로 직교하는 제 2 방향을 따라 배치된다. 즉, 전극(13)은 격벽(12)의 길이 방향과 실질적으로 직교한다. 전극(13)은 제 1 기판(11)과 제 2 기판의 외면에 부착된 도전성 테이프이거나 또는 제 1 기판(11)과 제 2 기판의 외면에 도포된 도전성 페이스트일 수 있다.
특히, 도 4에 도시된 바와 같이, 전극(13)은 제 1 및 제 2 돌출부(14,15) 상에도 제공된다. 따라서, 전극(13)으로부터 전기장이 제 1 및 제 2 돌출부(14,15)로 직접 인가되므로, 제 1 및 제 2 돌출부(14,15)가 면광원 장치(10)의 냉점으로 작용하지 않게 된다. 그러므로, 제 1 및 제 2 돌출부(14,15)가 위치한 해당 방전 공간이 다른 방전 공간보다 낮은 휘도를 나타내는 것이 방지된다. 또한, 수은이 제 1 및 제 2 돌출부(14,15) 내에서 과도하게 응축되는 현상도 방지된다.
한편, 면광원 장치는 격벽 일체형일 수도 있다. 격벽 일체형 면광원 장치에서는, 광원 몸체는 제 1 기판과, 격벽부를 일체로 갖는 제 2 기판을 포함한다. 격벽부가 제 1 기판에 직접 접합되어, 제 1 및 제 2 기판 사이에 복수개의 방전 공간들이 형성된다.
실시예 2
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 면광원 장치를 나타낸 저면도이다.
도 5를 참조로, 제 2 실시예에 따른 면광원 장치(20)는 전극(23)을 제외하고는 제 1 실시예에 따른 면광원 장치(10)의 구성과 실질적으로 동일한 구성을 가지므로, 반복 설명은 생략한다. 도 5에서, 도면부호 21은 제 1 기판, 22는 격벽, 24는 제 1 돌출부, 25는 제 2 돌출부이다.
제 1 실시예와 마찬가지로, 전극(23)은 제 1 및 제 2 기판의 외면과 제 1 및 제 2 돌출부(24,25) 상에 제공된다. 여기서, 전극(23)을 방전 공간 각각으로 나누어 보면, 제 1 및 제 2 돌출부(24,25) 상에 제공된 전극(23)으로 인해서, 제 1 및 제 2 돌출부(24,25)를 포함하는 방전 공간의 전극 면적이 다른 방전 공간의 전극 면적보다 상대적으로 넓어지게 된다. 이는 휘도 불균일을 초래하는 원인이 될 수도 있다.
따라서, 제 2 실시예에 따른 전극(23)은 일부가 제거된 절개부(26)를 갖는다. 절개부(26)는 제 1 및 제 2 돌출부(24,25)를 갖는 방전 공간에 위치한다. 특히, 절개부(26)는 돌출부(24,25)를 갖는 방전 공간을 향하는 전극(23)의 내측면에 형성된다. 오목부(26)의 면적, 즉 전극(23)의 제거 면적은 각 방전 공간의 휘도가 균일해지도록 하는 최적으로 조건으로 설정될 수 있을 것이다. 한편, 절개부(26) 대신에, 제 1 및 제 2 돌출부(24,25)와 인접한 전극(23) 부분에 홈이 형성될 수도 있다.
실험예
도 3의 면광원 장치를 사인파 구동기를 이용하여 구동시킨 후, 1시간이 경과한 후에 면광원 장치의 온도 분포를 측정하였다. 기판의 온도는 대략 45 내지 50℃로 나타났고, 제 1 및 제 2 돌출부의 온도는 55℃로 나타났다. 이와 같이, 전극이 제공된 제 1 및 제 2 돌출부의 온도가 기판의 온도보다 최소한 5℃ 정도 높으므로, 제 1 및 제 2 돌출부가 냉점으로 작용하지 않을 것이라는 사실을 알 수가 있었다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 전극이 팁의 잔류물이 돌출부 상에도 제공됨으로써, 돌출부가 면광원 장치의 냉점으로 작용하는 현상이 방지된다. 따라서, 면광원 장치의 휘도가 돌출부로 인해 불균일해지는 현상이 방지된다. 또한, 수은이 돌출부 내에서 과도하게 응축되어, 면광원 장치의 장기적인 신뢰성을 저하시키는 것도 방지된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 면광원 장치를 나타낸 저면도이다.
도 2는 종래의 면광원 장치에서 돌출부 상에 제공된 전극 부분을 확대해서 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 면광원 장치를 나타낸 저면도이다.
도 4는 본 발명의 주요부인 돌출부 상에 제공된 전극 부분을 확대해서 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 면광원 장치를 나타낸 저면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
11 : 제 1 기판 12 : 격벽
13 : 전극 14 : 제 1 돌출부
15 : 제 2 돌출부

Claims (5)

  1. 내부에 복수개의 방전 공간들이 형성되고, 배기용 및 수은 주입용 팁의 잔류물인 돌출부를 갖는 광원 몸체; 및
    상기 광원 몸체의 외면과 상기 돌출부 상에 제공되어, 상기 방전 공간들로 전압을 인가하는 전극을 포함하는 면광원 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광원 몸체는
    상기 돌출부를 갖는 제 1 기판;
    상기 제 1 기판과 대향 배치된 제 2 기판;
    상기 제 1 및 제 2 기판의 가장자리 사이에 배치되어, 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 내부 공간을 형성하는 밀봉 부재; 및
    상기 내부 공간을 상기 복수개의 방전 공간들로 구획하는 격벽들을 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 광원 몸체는
    상기 돌출부를 갖는 제 1 기판; 및
    상기 제 1 기판에 접합되고, 상기 방전 공간들을 형성하는 격벽부들을 일체로 갖는 제 2 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 돌출부와 인접한 상기 전극 부분에 상기 전극의 일부분이 제거된 절개부가 형성된 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 절개부는 상기 돌출부를 포함하는 방전 공간을 향하는 상기 전극의 내측면에 형성된 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
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